miércoles, 16 de mayo de 2012

Estaciones permanentes, posicionamiento en Tiempo Real y PPP

El presente trabajo es de autoría de Eduardo Huerta, Aldo Mangiaterra y Gustavo Noguera de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de la Universidad Nacional de Rosario, y ha sido presentado en la modalidad póster en el XI Congreso Nacional y VIII Latinoamericano de Agrimensura. A continuación acompaño el resumen de esta presentación:

TR: Es conocida la modalidad de obtención de coordenadas en Tiempo Real transmitiendo las correcciones por radio. Desde hace poco tiempo se ha desarrollado un nuevo protocolo (denominado NTRIP) que consiste en la transmisión del RTCM vía Internet y se lo ha homologado como un estándar. Permite DGPS y RTK.
Los usuarios de esta tecnología son fundamentalmente los Profesionales de la Agrimensura, como así también tiene cabida en la agricultura de precisión, transporte, obras civiles, etc.
En este trabajo nos referimos al caso de la implementación de NTRIP en Estaciones  Permanentes, aunque también puede aplicarse en casos de base particular.
Se resaltan sus ventajas, entre las que podemos mencionar: permite el replanteo, se obtienen los resultados (coordenadas) en el campo, lo que brinda cierta “tranquilidad” respecto del posproceso y, fundamentalmente, se obtiene lo que denominamos “georreferenciación segura” ya que al usar correcciones emitidas por estaciones permanentes se tiene el resguardo de estar partiendo de coordenadas de referencia en el marco oficial (en la modalidad tiempo real las coordenadas de la estación de referencia están incluidas en la corrección).
Como limitante requiere de acceso a Internet en el campo de medición (p. ej. a través
de modem celular).
Para evaluar sus posibilidades se realizó experimentación, caracterizando precisiones obtenibles, tiempo de convergencia en función de la distancia base-remoto. Se muestran las metodologías empleadas y los resultados obtenidos.


PPP: la sigla significa Posicionamiento Puntual Preciso, en la práctica se logran coordenadas precisas de un receptor geodésico (generalmente multi-frecuencia) operando en forma “aislada” o sea sin vincular a una estación permanente en particular. La técnica de PPP hace uso de efemérides precisas, correcciones a los relojes de los satélites y un modelado de la atmósfera. Los resultados se obtienen procesando las observaciones, generalmente mediante aplicaciones on line. La calidad de la solución depende del tiempo de toma de datos. Es necesario manejar conceptos de marcos de referencia y época de las coordenadas para expresarlas en el marco de referencia local.
Se realizó experimentación para caracterizar precisiones obtenibles y tiempo de convergencia de la solución. Se muestran las metodologías empleadas y los resultados obtenidos.

Para ambos casos (Tiempo Real y PPP) se propone a los Catastros adecuar la normativa de Georreferenciación a fin de posibilitar su utilización.

Finalmente se reformula el concepto de “Red de Estaciones Permanentes”. Por ahora estamos haciendo uso de las estaciones permanentes como un conjunto de estaciones aisladas, o sea las usamos de manera independiente, vinculándonos a solo una de ellas, generalmente las mas cercana.
Tanto en posproceso como en tiempo real, la metodología tradicional consiste en elegir una estación, la que tomamos como referencia.
Proponemos pasar a un verdadero concepto de Red, en el cual al posicionarnos en una región circunscripta por varias estaciones permanentes lo hacemos respecto todas ellas  simultáneamente y no solo a una.
Tanto en la modalidad tiempo real como en postproceso esta técnica permite compensar errores y calcular una corrección ponderada teniendo en cuenta la información de todas la estaciones permanentes circundantes (existen diversas formas iMAX, VRS estación de referencia virtual, etc.)
Además, la red se autocontrola, pudiendo detectar anomalías en alguna estación en particular. Este control ya es posible en la actualidad con el recálculo semanal que efectúan los centros de procesamiento de SIRGAS (en Argentina CIMA e IGN-Ar).
De manera simplificada, podemos aplicar el concepto en pos-proceso y con las herramientas que contamos actualmente, en vez de vincularnos a una sola estación hacerlo a dos o mas, lo que genera redundancia de observaciones y por lo tanto una posibilidad de control.

Se propone a los Catastros, IGN, Colegios de Agrimensores, etc. densificar la cantidad de estaciones permanentes y disponer de programas que hagan uso del concepto de Red. Mencionamos como antecedente el proyecto “Infraestructura de Estaciones Terrestres para la Georreferenciación en la Provincia de Santa Fe”, de los autores.”

La presentación completa se encuentra disponible aquí.

Agradecemos a Gustavo Noguera por su colaboración.

martes, 8 de mayo de 2012

La Geodesia práctica en el Congreso de Agrimensura 2012

En el XI Congreso Nacional y VIII Latinoamericano de Agrimensura, realizado días pasados en Carlos Paz, Córdoba, se han presentado un número importante de trabajos vinculados con la temática de este blog, pudiendo citar a los siguientes:

  1. Mensuras y Georreferenciación. Autores: Huerta E., Mangiaterra A. & Noguera G..
  2. Desarrollo de un servicio automatizado de procesamiento de observaciones GPS en Argentina. Autores: Alvis Rojas H., Gende M. & Mackern V..
  3. Influencia de las tormentas solares sobre las señales de observación GNSS. Autores: Alvis Rojas H. & Mackern V..
  4. tdaGEOBA: modelo en línea para transformar alturas geodésicas en alturas sobre el nivel medio del mar en el ámbito de la Provincia de Buenos Aires. Autores: Perdomo R, Del Cogliano D., Fernandez G., Mendoza L., Gomez M. E. & Bagú D.
  5. NTRIP y su implementación. Autora: Salazar, Silvana.
  6. Georreferenciación de levantamientos parcelarios a marcos de referencia modernos. Autoras: Mateo M. L. & Mackern V..
  7. Aplicaciones de NTRIP en Argentina, ventajas e inconvenientes encontrados. Autores: Camisay M. F., Mackern V., Di Marco L. & Mateo M. L..
  8. Métodos para el cálculo del geoide, y rol de los modelos geopotenciales globales en su estimación. Autores: Gomez M. E. , Del Cogliano D. , Bagú D. , Perdomo R. &, Mendoza L..
  9. Modelo de Geoide para la provincia de Santiago del Estero. Estado actual. Autores: Goldar J.E., Gutiérrez C. A. & Bonetti C. A..
A estos artículos hay que agregar el webinario del ciclo de conferencias pre-congreso sobre la georreferenciación en los levantamientos catastrales; la mesa taller sobre coordenadas jurídicas;  y la conferencia del Dr. Claudio Brunini, Presidente de SIRGAS, titulada: La Agrimensura frente a los desafíos de la Geodesia en el Tercer Milenio.

En principio, y como lo indica el título de este post, la geodesia práctica fue el centro de todas estas presentaciones, y dentro de ésta podemos distinguir claramente cuatro sub-temas principales que han concentrado el interés de los diversos ponentes:

-          la georreferenciación en la mensura;
-          el manejo de las velocidades o la cuarta coordenada t en los marcos de referencia geodésicos modernos;
-          los servicios de posicionamiento en PP y TR desarrollados a partir de las estaciones GNSS permanentes; y
-          los desarrollos de modelos de geoide.



A continuación, agrego unos breves comentarios de algunos de trabajos enumerados. En el primero de ellos, se abordó el significado y los fundamentos de la georreferenciación, se expuso asimismo el papel de la georreferenciación en la mensura y como efectuarla y controlarla, finalmente los autores propusieron unas líneas de acción para los organismos catastrales provinciales.

El segundo trabajo mostró el desarrollo de un servicio de procesamiento automatizado apoyado en un software científico. La aplicación está orientada a la comunidad de usuarios que desconoce las técnicas de post procesamiento en cuanto a algoritmos matemáticos, e intenta ofrecer un servicio de procesamiento para una y dos frecuencias de forma simple y transparente. Los usuarios solo tienen que enviar sus archivos de observación, recibiendo como resultado en su dirección de e-mail los resultados, junto a un informe de la precisión obtenida para cada una de las componentes de las coordenadas. Por otra parte, este servicio posibilitará que los organismos catastrales y otras instituciones que exijan la georreferenciación como parte de sus trabajos, puedan realizar controles sobre los resultados de los procesamientos.

En la cuarta presentación se mostró el desarrollo de un modelo de geoide para Buenos Aires, construido a partir de información de unos 400 puntos con doble cota (ortométrica + elipsoidal) y otros datos como los provenientes del modelo geopotencial global EGM 2008, cuyo objetivo es ofrecer una aplicación on-line que permita calcular el valor de N, y con ello derivar alturas sobre el nivel del mar a partir de las alturas GPS en cualquier sitio del territorio provincial.

En la sexta presentación, se ha mostrado la preocupación en torno a la actualización de los marcos de referencia y el desplazamiento a que están sometidos los puntos de referencia de las redes. Además, la disertante ofreció una serie de ejemplos específicos que muestran lo que está sucediendo a nivel de georreferenciación en distintas zonas del país, fundamentalmente en Mendoza, dónde el terremoto de Chile afectó notablemente la posición de los puntos del marco de referencia, y en la región pampeana, dónde el efecto ha sido sensiblemente menor o digamos prácticamente insignificante para la gran mayoría de aplicaciones prácticas. Finalmente, se ha propuesto una metodología para trabajar la actualización de las coordenadas mediante la utilización de velocidades y la posterior transformación de coordenadas en el marco oficializado por cada organismo.

El siguiente trabajo, Aplicaciones de NTRIP en Argentina, tuvo como objetivo principal evaluar la aplicabilidad de las técnicas de posicionamiento a Tiempo Real, haciendo uso de las estaciones de la red RAMSAC-NTRIP. En forma complementaria, los autores buscaron identificar las ventajas y las desventajas de los diferentes tipos de configuraciones posibles, esto en cuanto a los equipos disponibles en el mercado que tienen la capacidad para trabajar con el nuevo protocolo NTRIP.

Finalmente, en la octava presentación se describieron los diversos métodos para elaborar modelos de geoide, considerando a las técnicas geométricas, gravimétricas y combinadas. Quedo claro de la exposición que es importante tener en cuenta que en todos los casos se pueden alcanzar precisiones a nivel de centímetros para la obtención del valor de N, siempre que se haga un tratamiento adecuado de los datos. Para ilustrar con casos prácticos como se desarrolla la construcción de estos modelos, se ofrecieron ejemplos de las provincias de Buenos Aires y Tierra del Fuego. Por último, se mencionó la utilidad de los modelos geopotenciales globales para estimar la ondulación geoidal a nivel de decímetros, además de su aporte a la reducción de observaciones gravimétricas y los métodos de interpolación.